考點04 細胞中的蛋白質高考頻度： 難易程度：1組成蛋白質的氨基酸及其種類（1）組成元素：C、H、O、N，有的還含有P、S等。（2）結構特點氨基和羧基的數量：每個氨基酸至少有一個氨基和一個羧基。氨基和羧基的連接位置：都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸不同的決定因素：R基的不同。（3）種類：約20種。根據能否在人體內合成2蛋白質的結構及其多樣性（1）二肽的形成過程過程a名稱：脫水縮合，場所為核糖體。物質b名稱：二肽。結構c名稱：肽鍵，其結構簡式為：NHCO(或CONH)。H2O中各元素的來源：H來自COOH和NH2，O來自COOH。多個氨基酸發(fā)生脫水縮合，產物名稱為多肽。（2）蛋白質的結構層次氨基酸多肽蛋白質（3）蛋白質分子多樣性的原因氨基酸多肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。3蛋白質的功能(連線)考向一 蛋白質的結構和形成過程1下圖為某多肽的結構簡式，據圖分析下列說法不正確的是A該多肽由5個氨基酸脫水縮合而成B如果該多肽含S元素，則只能存在于氨基酸的R基中C該多肽含有4個肽鍵D形成該多肽時，脫去的水中的氧來自羧基，氫來自氨基【參考答案】D【試題解析】肽鍵可表示為CONH，該多肽含有四個肽鍵，氨基酸數=肽鍵數+肽鏈條數=4+1=5個，A正確；根據氨基酸通式，如果該多肽含 S 元素，則只能存在于氨基酸的R 基中，B正確；肽鍵可表示為CONH，該多肽含有四個肽鍵，C正確；形成該多肽時，脫去的水中的氧來自羧基，氫來自一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，D錯誤。易錯警示蛋白質結構的4個易錯點（1）不要將氨基錯寫為NH2或NH3；不要將羧基誤寫為或COOH；也不要將肽鍵誤寫為CONH或。（2）煮熟的食物易被人體消化，是因為高溫破壞了蛋白質的空間結構，肽鏈變得松散，易被蛋白酶分解。（3）高溫、過酸、過堿、重金屬鹽，都會使蛋白質的空間結構發(fā)生不可逆的變化，但低溫不會。（4）酒精、加熱、紫外線方法消毒、殺菌的原理是使細菌和病毒的蛋白質變性。2如圖所示，一分子的胰島素原切去C肽(圖中箭頭表示切點)可轉變成一分子的胰島素(圖中數字表示氨基酸序號)。下列分析正確的是A胰島素分子具有50個肽鍵，合成它的過程中共脫去50分子水B胰島素分子含有一個游離的氨基和一個游離的羧基C沸水浴時肽鍵斷裂導致了胰島素的生物活性喪失D理論上可通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能【答案】D【解析】從圖中可以看出，保留的肽鏈中含有51(即3021)個氨基酸，所以肽鍵的數目51249(個)，A項錯誤；胰島素分子至少含有兩個游離的氨基和兩個游離的羧基，也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基上)，B項錯誤；沸水浴時破壞的是胰島素的空間結構而不是肽鍵，C項錯誤；因為合成一個胰島素分子就要切去一段C肽，所以可以通過測定C肽的含量間接反映胰島B細胞的分泌功能，D項正確?？枷蚨?蛋白質的功能3下列關于真核細胞中蛋白質功能的敘述，錯誤的是A蛋白質與某種RNA結合，成為蛋白質的“裝配機器”B神經遞質與受體結合，完成突觸處興奮的雙向傳遞C蛋白質與糖類結合，成為細胞間互相聯(lián)絡的“語言”DRNA聚合酶與DNA結合，降低基因轉錄所需的活化能【參考答案】B【試題解析】核糖體由蛋白質和RNA構成，是蛋白質的“裝配機器”，A正確；神經遞質只存在于突觸前膜的突觸小泡內，只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜，故興奮在突觸部位只能單向傳遞，B錯誤；蛋白質與糖類結合構成糖蛋白，位于細胞膜的外側，成為細胞間互相聯(lián)絡的“語言”，C正確；RNA聚合酶催化轉錄過程，其與DNA某一部位結合，能降低基因轉錄所需的活化能，D正確。規(guī)律總結熟記蛋白質結構多樣性的4個原因和5種功能4如圖所示，物質甲是在胰島B細胞中合成的，物質乙是一種淋巴因子，物質丙由漿細胞合成分泌；物質丁由垂體分泌，可促進蛋白質的合成和骨的生長。則下列說法正確的是A物質甲、乙、丙、丁的結構多樣性只與a有關B控制甲、乙、丙、丁合成的物質是核糖核酸C物質甲、丁分別為胰島素、抗利尿激素D物質乙、丙均在特異性免疫中發(fā)揮作用【答案】D【解析】甲(胰島素)、乙(淋巴因子)、丙(抗體)、丁(生長激素)的化學本質都是蛋白質，蛋白質的結構多樣性與氨基酸的數目、種類、排列順序，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構有關；控制甲、乙、丙、丁合成的物質是脫氧核糖核酸；淋巴因子和抗體均在特異性免疫中發(fā)揮作用?？枷蛉?蛋白質的相關計算5綠色熒光蛋白簡稱GFP，最初是從維多利亞多管發(fā)光水母中分離出來的結構蛋白。其相關數據如下圖所示，下列有關敘述正確的是A據圖可推測該蛋白質含有2條肽鏈，R基上的氨基有15個B該肽鏈水解時，水中氫的去向是形成氨基C控制該蛋白質合成的mRNA中至少含有378個密碼子DGFP是由核糖體合成，經內質網加工并由高爾基體分泌的【參考答案】A【試題解析】柱形圖顯示：游離羧基總數和游離氨基總數均為17個，R基上的羧基數目為15個，而蛋白質分子中的羧基總數肽鏈數R基上的羧基數目，氨基總數肽鏈數R基上的氨基數目，所以該蛋白質含有17152條肽鏈，R基上的氨基有17215個，A正確；氨基酸脫水縮合形成肽鏈時，脫去的水中的H來自氨基和羧基，所以該肽鏈水解時，水中氫的去向是形成氨基和羧基，B錯誤；該蛋白質由126個氨基酸脫水縮合形成，每個氨基酸由1個密碼子編碼，終止密碼子不編碼氨基酸，因此控制該蛋白質合成的mRNA中至少含有127個密碼子，C錯誤；GFP（綠色熒光蛋白）是一種結構蛋白，由核糖體合成，但不需要高爾基體分泌，D錯誤。解題技巧1有關蛋白質分子計算的2點提醒（1）若形成的多肽是環(huán)狀：氨基酸數肽鍵數失去水分子數。（2）在蛋白質相對分子質量的計算中，若通過圖示或其他形式告知蛋白質中含有二硫鍵時，要考慮脫去氫的質量，每形成一個二硫鍵，脫去2個H。2利用原子守恒法計算肽鏈中的原子數在一個氨基酸中，若不考慮R基，至少含有2個碳原子、2個氧原子、4個氫原子和1個氮原子。氨基酸在脫水縮合形成多肽時，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的數目不會減少。（1）碳原子數氨基酸分子數×2R基上的碳原子數。（2）氫原子數各氨基酸中氫原子的總數脫去的水分子數×2。（3）氧原子數各氨基酸中氧原子的總數脫去的水分子數。（4）氮原子數肽鍵數肽鏈數R基上的氮原子數各氨基酸中氮原子的總數。（5）由于R基上的碳原子數不好確定，且氫原子數較多，因此以氮原子數或氧原子數為突破口，計算氨基酸的分子式或氨基酸個數最為簡便。6某蛋白質含a個氨基酸，由b條肽鏈組成，該蛋白質至少含有的氧原子數為AabBa2bCabDa2b【答案】C【解析】根據氨基酸的結構通式可知，每個氨基酸至少含一個羧基（COOH），所以a個氨基酸至少含2a個氧原子；b條肽鏈、a個氨基酸組成的蛋白質，在脫水縮合過程中脫去的水分子數氨基酸數目-肽鏈數(a-b)個，每個水分子含1個O原子，因此共脫去(a-b)個O原子；不考慮R基，該蛋白質至少含氧原子個數各氨基酸中氧原子總數脫去水分子數2a-（a-b）(ab)個。因此，C項正確，A、B、D項錯誤。1一條肽鏈的分子式為C22H34O13N6，其水解后共產生了下列3種氨基酸：據此判斷，下列有關敘述錯誤的是A1個C22H34O13N6分子水解后可以產生3個谷氨酸B合成1個C22H34O13N6分子同時將產生5個水分子C1個C22H34O13N6分子中存在1個游離的氨基和2個游離的羧基D在細胞中合成一個C22H34O13N6分子至少需要3種tRNA2分析一條多肽鏈E和一條多肽鏈F得到以下結果（單位：個）：元素或基團CHON氨基羧基多肽鏈E201348624252多肽鏈F182294555181推測組成兩條多肽鏈的氨基酸的數目最可能是選項ABCD多肽鏈E199533851多肽鏈F181544449AABBCCDD3小鼠的頜下腺中存在一種表皮生長因子EGF，它是由53個氨基酸組成的單鏈，其中含有6個二硫鍵（形成一個二硫鍵會脫去2個H），EGF與靶細胞表面的受體結合后，激發(fā)了細胞內的信號傳遞過程，從而促進了細胞增殖。下列說法不正確的是AEGF的基因至少含有318個脫氧核苷酸B在氨基酸形成EGF的過程中，相對分子量減少了948CEGF和高溫處理變性后的EGF都能與雙縮脲試劑產生紫色反應DEGF能促進細胞增殖是因為EGF能進入細胞內發(fā)揮調節(jié)作用4如圖是有關蛋白質分子的簡要概念圖，下列對圖示分析不正確的是AA至少含有4種化學元素B組成人體的B約有20種,其中有8種必須從食物中獲得,稱為必需氨基酸C一條多肽鏈中B的數目比C的數目大1D蛋白質結構多樣性的原因是其功能的多樣性5如圖表示細胞中常見的反應，下列敘述錯誤的是A圖中虛線框內為肽鍵 B化合物甲的R基為HC圖中的X是水 D化合物丙含2個游離羧基6某蛋白質由n條肽鏈組成，相對分子質量為a，如果該蛋白質分子含有的氨基酸個數為c個，則氨基酸的平均相對分子質量是Aa+18（c-n）/cBa-18（c-n）/cCa-18（c-n）/aDa+18（c-n）/ a71965年，我國科學家在世界上率先合成具有生物活性的牛胰島素結晶，其大致過程是根據已知的氨基酸序列，先用化學方法分別合成胰島素A、B兩條肽鏈，再催化兩條肽鏈間形成二硫鍵。下列有關分析正確的是A上述合成胰島素的方法必須利用mRNA為模板B一些氨基酸R基上的氨基或羧基參與肽鍵的形成C形成二硫鍵后，A、B兩條肽鏈的肽鍵數目增多、形成更復雜的空間結構D若饑餓小鼠被注射該產物后出現(xiàn)低血糖癥狀，則說明產物具有生物活性8血紅蛋白分子有四條多肽鏈（即兩條鏈，兩條鏈）。下列有關人體血紅蛋白的敘述，不正確的是A一個血紅蛋白分子至少有4個游離的氨基和4個游離的羧基B沸水浴加熱之后，構成血紅蛋白的肽鏈充分伸展并斷裂C血紅蛋白的功能取決于氨基酸的序列和肽鏈的空間結構D可從成年人的胰島B細胞中分離到控制合成血紅蛋白的基因9如圖是某蛋白質分子的結構示意圖，圖中“”表示不同種類的氨基酸，圖中A鏈由21個氨基酸，B鏈由19個氨基酸組成，圖中“SS”是在蛋白質加工過程中由兩個“SH”脫下2個H形成的。下列有關敘述中，錯誤的是A該蛋白質特異性的主要原因是氨基酸的排列順序B該蛋白質分子中至少含有兩個羧基C圖中連接2個相鄰氨基酸間的“”代表的化學鍵是通過脫水縮合形成的D形成該蛋白質分子時分子總量減少了68410肉毒梭菌產生的肉毒類毒素是一種致病性極高的神經麻痹毒素，該物質是由兩條鏈盤曲折疊而成的一種生物大分子。下面是肉毒類毒素的局部結構簡式，請據此回答下列問題：（1）上圖所示的片段中，共有_個肽鍵，_種基本單位組成；從左向右數，第三個基本單位不同于其他基本單位的基團是_（填化學式）。（2）肉毒類毒素是在細胞中由氨基酸經過_過程形成的。（3）一分子肉毒類毒素至少含有_個氨基和_個羧基。（4）1 g肉毒類毒素可毒死20億只小鼠，但煮沸1min或75 下加熱510 min，就能使其完全喪失活性。高溫可使肉毒類毒素失活的主要原理是高溫使其_。（5）肉毒類毒素可用_試劑鑒定，該試劑的使用方法是_，在肉毒類毒素溶液（無色）中加入該試劑，其溶液顏色將變?yōu)開。11（2019江蘇卷·1）下列關于細胞內蛋白質和核酸的敘述，正確的是A核酸和蛋白質的組成元素相同 B核酸的合成需要相應蛋白質的參與C蛋白質的分解都需要核酸的直接參與D高溫會破壞蛋白質和核酸分子中肽鍵12（2018·新課標II卷）下列關于人體中蛋白質功能的敘述，錯誤的是A漿細胞產生的抗體可結合相應的病毒抗原B肌細胞中的某些蛋白質參與肌肉收縮的過程C蛋白質結合Mg2+形成的血紅蛋白參與O2運輸D細胞核中某些蛋白質是染色體的重要組成成分13（2018·江蘇卷）哺乳動物的催產素具有催產和排乳的作用，加壓素具有升高血壓和減少排尿的作用。兩者結構簡式如下圖，各氨基酸殘基用3個字母縮寫表示。下列敘述正確的是A兩種激素都是由八肽環(huán)和三肽側鏈構成的多肽類化合物B氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中氫全部來自氨基C肽鏈中游離氨基的數目與參與構成肽鏈的氨基酸種類無關D兩種激素間因2個氨基酸種類不同導致生理功能不同14（2017·江蘇卷）下列關于肽和蛋白質的敘述，正確的是A琢鄄鵝膏蕈堿是一種環(huán)狀八肽，分子中含有8個肽鍵B蛋白質是由2條或2條以上多肽鏈構成的C蛋白質變性是由于肽鍵的斷裂造成的D變性蛋白質不能與雙縮脲試劑發(fā)生反應1【答案】C【解析】分析題圖，圖示3種氨基酸中都只含有一個N原子，根據分子式（C22H34O13N6）中的N原子數可知，該多肽是由6個氨基酸構成的，形成多肽時脫去5個H2O；3種氨基酸只有谷氨酸含有2個羧基即4個O原子，假設谷氨酸的數目為X，則根據O原子數計算，4X+2（6X）5=13，解得X=3，故谷氨酸數目為3個，據此分析。據分析可知，1個C22H34O13N6分子水解后可以產生3個谷氨酸，A正確；據分析可知，該多肽由6個氨基酸脫水縮合而成，故合成C22H34O13N6時產生5個水分子，B正確；據圖可知，甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸都只有一個氨基，因此由這三種氨基酸形成的多肽鏈含有游離的氨基數=肽鏈數=1個，又由于其中谷氨酸的羧基是2個，且該化合物中含有3個谷氨酸，因此該化合物中的游離的羧基數=肽鏈數+ R基中的羧基數=1+3=4個，C錯誤；根據題意，合成C22H34O13N6分子需要3種氨基酸，故需要3種tRNA，D正確。2【答案】C【解析】多肽鏈是由氨基酸經脫水縮合過程形成的，根據氨基酸的結構通式可知：多肽鏈E中有氨基5個，可判定出其R基中含有的氨基為5-1=4個，排除這4個氨基中的N原子，還有42-4=38個N原子，按照一個氨基含一個N原子，則肽鏈E最多應由38個氨基酸組成；同理多肽鏈F中有氨基8個，可判定出其R基中含有的氨基為8-1=7個，排除這7個氨基中的N原子，還有51-7=44個N原子，按照一個氨基含一個N原子，則肽鏈F最多應由44個氨基酸組成；故選C。3【答案】D【解析】EGF中含有53個氨基酸，故控制其合成的基因中至少含有53×6=318個脫氧核苷酸，A正確；在氨基酸形成EGF的過程中，相對分子量減少了52×18+6×2=948，B正確；EGF含有肽鍵，高溫處理破壞EGF的空間結構，不破壞其肽鍵，故二者都能與雙縮脲試劑產生紫色反應，C正確；由題意可知，EGF通過與靶細胞表面的受體結合傳遞信息，未進入細胞內，D錯誤。因此，本題答案選D。4【答案】D【解析】據圖可知A是組成蛋白質的基本元素，至少包括C、H、O、N，4種，A項正確；B表示組成蛋白質的基本單位氨基酸，在人體中大約有20種，其中有8種必須從食物中獲取，自身體內不能合成的氨基酸稱為必需氨基酸，剩余12種在體內可合成的氨基酸稱為非必需氨基酸，B項正確；C表示肽鍵，在一條多肽鏈中，肽鍵數=氨基酸數-1，C項正確；組成蛋白質的氨基酸數量、氨基酸的排列順序、氨基酸的種類以及肽鏈的纏繞方式不同導致蛋白質結構多樣性，D項錯誤。5【答案】B【解析】圖中的曲線框內是由NH2和COOH脫去1分子水形成的是肽鍵，X是水，A、C項正確；化合物甲的R基是CH2COOH，B項錯誤；化合物丙含2個游離的羧基，D項正確。6【答案】A【解析】設氨基酸的平均相對分子質量為X。根據題意可知，該蛋白質分子含有的氨基酸個數為c個，并由n條肽鏈組成，說明蛋白質在合成過程中脫去的水分子數=c-n個，則蛋白質的相對分子質量為a=X×c-18（c-n），由此可以計算：X= a+18（c-n）/c。故選A。7【答案】D【解析】因為已經知道氨基酸序列，因此合成胰島素時不需要用mRNA為模板，A錯誤；參與形成肽鍵的氨基與羧基必須是與中心碳原子直接相連的羧基和氨基，R基上的氨基或羧基不參與肽鍵的形成，B錯誤；二硫鍵不是肽鍵，形成二硫鍵后不會導致肽鍵數目增多，C錯誤；胰島素具有降血糖的作用，若饑餓小鼠被注射該產物后出現(xiàn)低血糖癥狀，則說明產物具有生物活性，D正確。8【答案】B【解析】根據題意分析，血紅蛋白是由4條肽鏈組成的，因此至少含有4個游離的氨基和4個游離的羧基，A正確；沸水浴加熱之后，構成血紅蛋白的肽鏈空間結構發(fā)生改變，可能會充分伸展，但肽鍵不會打開，因此不會斷裂，B錯誤；蛋白質的結構決定蛋白質的功能，而蛋白質的結構與氨基酸的種類、數目、排列順序以及蛋白質的空間結構有關，C正確；人體所有細胞中都含有控制血紅蛋白合成的基因，因此可從成年人的胰島B細胞中分離到控制合成血紅蛋白的基因，D正確。9【答案】D【解析】氨基酸形成肽鏈時，氨基酸的排列順序千變萬化，該蛋白質多樣性的主要原因是氨基酸的排列順序，A正確；由于一個肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，而該蛋白質分子含兩條肽鏈，所以至少含有兩個羧基和兩個氨基，B正確；氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵，C正確；形成該蛋白質分子時，共產生了（21-1）+（19-1）=38個水，又由于蛋白質加工過程中有兩個“-SH”脫下2個H形成-S-S-，所以相對分子質量減少了38×18+2=686，D錯誤。10【答案】（1）4 5 CH3 （2）脫水縮合 （3）2 2 （4）空間結構遭到破壞 （5）雙縮脲 先加A液，再加B液 紫色【解析】（1）據圖分析可知該片段含有5個氨基酸分子，所以肽鍵數=51=4個；圖中片段共含有5個氨基酸，這5個氨基酸的R基團依次是CH2C6H4OH、H、CH3、CH2C6H5、CH2CH（CH3），有5種R基，即有5種氨基酸；第三個基本單位不同于其他基本單位的基團是R基（-CH3）。（2）肉毒類毒素的化學本質是蛋白質，所以在細胞中核糖體上由氨基酸經過脫水縮合形成。（3）肉毒類毒素是由兩個亞單位（每個亞單位為一條鏈盤曲折疊而成）組成的，每個亞單位至少含有1個游離的氨基和1個游離的羧基，因此一種生物大分子至少含有2個氨基和2個羧基，它們分別位于兩條肽鏈兩端。（4）高溫可破壞肉毒類毒素的空間結構而使其失活。（5）肉毒類毒素含有多個肽鍵，可用雙縮脲試劑鑒定，該試劑的使用方法是先加A液，再加B液，反應顏色為紫色。11【答案】B【解析】核酸的組成元素是C、H、O、N、P，而蛋白質的主要組成元素C、H、O、N，A錯誤；核酸包括DNA和RNA，兩者的合成都需要相關酶的催化，而這些酶的化學本質是蛋白質，B正確；蛋白質的分解需要蛋白酶的參與，而蛋白酶的本質是蛋白質，因此蛋白質的分解不需要核酸的直接參與，C錯誤；高溫會破壞蛋白質分子的空間結構，但是不會破壞肽鍵，且核酸分子中不含肽鍵，D錯誤。12【答案】C【解析】抗原能和特異性抗體相結合，病毒、細菌等病原體表面的蛋白質等物質，都可以作為引起免疫反應的抗原，可見，漿細胞產生的抗體可結合相應的病毒抗原，A正確；肌肉細胞中的某些蛋白質（如肌動蛋白等）參與肌肉收縮的過程，B正確；蛋白質結合Fe2+形成的血紅蛋白參與O2運輸，C錯誤；染色體是細胞核的結構之一，染色體主要由DNA和蛋白質組成，D正確。13【答案】D【解析】據圖分析，催產素和加壓素都是由9個氨基酸組成的多肽，且都含有一個由6個氨基酸組成的環(huán)狀結構，兩種物質的不同點在于環(huán)狀和鏈狀結構中各有一個氨基酸的種類不同。根據以上分析可知，兩種激素都是由六環(huán)肽和三肽側鏈構成的多肽化合物，A錯誤；氨基酸之間脫水縮合形成的水分子中的氫分別來自于一個氨基酸的氨基和另一個氨基酸的羧基，B錯誤；肽鏈中游離的氨基酸數目與參與構成肽鏈的氨基酸的種類有關，C錯誤；根據以上分析可知，兩種激素在兩個氨基酸種類上不同，進而導致兩者的功能不同，D正確。14【答案】A【解析】環(huán)狀八肽由8個氨基酸脫水縮合形成，肽鍵數與氨基酸數相等，都是8個，A正確；蛋白質具有多樣性，可能由1條多肽鏈構成，也可能由2條或2條以上多肽鏈構成，B錯誤；蛋白質變性是指蛋白質的空間結構被破壞，肽鍵沒有斷裂，C錯誤；變性蛋白質含有肽鍵，可與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，D錯誤。 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